[發明專利]一種用于鐵路貨車的低功耗長壽命北斗衛星定位終端設備

有效

• 申請號: 202110015466.9
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112865279B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 陰曉東
• 申請（專利權）人: 北京華力方元科技有限公司
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35;H02J7/34;H02J9/06;H02J7/00;G01S19/14;G01S19/34;G01S19/42
• 代理公司: 北京鼎云升知識產權代理事務所(普通合伙) 11495
• 代理人: 呂玉健

1.一種用于鐵路貨車的低功耗長壽命北斗衛星定位終端設備，其特征在于，包括供電模塊(1)、電源管理模塊(2)和定位裝置(3)，電源管理模塊(2)分別與供電模塊(1)和定位裝置(3)相連；供電模塊(1)與外殼一體化設計，所述的供電模塊(1)包括太陽能板(1-1)、太陽能轉換器(1-2)、可充電電池(1-3)、不可充電電池(1-4)和超級電容器(1-5)，太陽能板(1-1)通過太陽能轉換器(1-2)與可充電電池(1-3)相連，不可充電電池(1-4)和超級電容器(1-5)與電源管理模塊(2)相連；所述的定位裝置(3)包括與MCU處理器(3-10)相連的定位模塊(3-1)、通訊模塊(3-2)、振動傳感器(3-4)、加速度傳感器(3-5)、溫濕度芯片(3-6)、NFC電子標簽(3-7)、藍牙/LORA模塊(3-8)、緩存讀寫模塊(3-9)，定位模塊(3-1)、通訊模塊(3-2)和藍牙/LORA模塊(3-8)還與信號天線(3-3)相連，所述的MCU處理器（3-10）采用低功耗STM32處理器，所述的定位模塊（3-1）支持GPS/BD/GLONASS多模衛星定位，所述的通訊模塊（3-2）支持2G/3G/4G全網通通訊，所述的信號天線（3-3）包括衛星天線、4G天線、藍牙/LORA天線，所述的緩存讀寫模塊3-9用于儲存遠程升級固件、參數、定位數據及其它環境采集數據；所述低功耗長壽命北斗衛星定位終端設備的工作流程如下：

(1)、電源管理模塊采集磷酸鐵鋰電池電壓，以判斷現在是采用充電電池供電，還是采用鋰亞電池供電；

(2)、加速度計、振動傳感器采集貨車運動或靜止狀態；

(3)、MCU處理器根據(1)、(2)采集數據判斷采取什么工作模式：

(a)磷酸鐵鋰電池供電時：

(a1)運動狀態報位置頻率為高頻；

(a2)靜止狀態報位置頻率為低頻，高于最低允許的靜態報位置頻率；

(b)鋰亞電池供電時：

(b1)運動狀態報位置頻率為最低允許的動態報位置頻率；

(b2)靜止狀態報位置頻率為最低允許的靜態報位置頻率；

(4)、MCU采集低功耗RTC計時器時間、上次啟動工作時間；

(5)、MCU監控NFC是否產生感應電流；

(6)、MCU處理器根據步驟(3)中判斷出來的工作模式，結合步驟(4)中的計時器時間，定時判斷是否應該醒來工作；或者，MCU在條件(5)情況下被激活，啟動工作；

(7)、MCU處理器控制電源管理模塊給定位天線、定位模塊供電，定位天線在接收到衛星信號時，將信號發送給定位模塊，定位模塊輸出位置信息；期間，MCU處理器根據配置的定位時長參數，監控定位是否超時；

(7a)超時情況下：MCU停止給定位模塊供電，并記錄衛星定位失敗，轉由基站定位；

(7b)未超時情況下：MCU停止給定位模塊供電，并記錄衛星定位信息；

(8)、結束步驟(7a)或(7b)后，MCU控制電源管理模塊給4G模塊供電，上報定位信息；期間，MCU根據配置的通訊時長參數，判斷數據傳輸是否超時；

(8a)超時情況，在緩存中記錄發送失敗狀態、定位信息；

(8b)未超時情況，發送成功，緩存中清理此次定位信息；

(9)、結束步驟(8a)或(8b)后，MCU去FLASH緩存中查找是否有歷史緩存記錄，如有繼續上報，直至結束，(10)、結束步驟（9）后，配置NFC喚醒和RTC定時喚醒，MCU進入深度睡眠模式。

2.根據權利要求1所述的一種用于鐵路貨車的低功耗長壽命北斗衛星定位終端設備，其特征在于，所述的太陽能板(1-1)設置在裝置外殼(4)外表面，用于外部太陽能采集。

3.根據權利要求1所述的一種用于鐵路貨車的低功耗長壽命北斗衛星定位終端設備，其特征在于，所述的太陽能轉換器(1-2)用于充電電源管理，將太陽能板產生的能量轉給可充電電池。

4.根據權利要求1所述的一種用于鐵路貨車的低功耗長壽命北斗衛星定位終端設備，其特征在于，所述的可充電電池(1-3)采用磷酸鐵鋰電池。